基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展

基于数字图像处理技术来研究沥青混合料的细观结构,回顾沥青混合料细观结构静态及动态识别的研究进展,其后列出一幅数字图像处理技术流程图并对获取沥青混合料内部结构图像方法(X-ray CT技术)进行了详细介绍;对通过图像处理技术来描述混合料内部结构特征,即集料形状及分布、接触特性和空隙分布规律等方面的研究进展情况进行论述,介绍了运用有限元、离散元和边界元这3种数值模拟方法及有关沥青混合料细观力学特征的虚拟试验.研究表明:X-ray CT无损伤扫描技术能较好识别沥青混合料内部细观结构特征;数值模拟结合有限元、离散元或边界元法能将沥青混合料内部细观结构与其宏观性能之间建立有机联系;虚拟试验应用能很好帮助理解宏观试验结果.在集料形状与分布研究中,尚未形成统一的评价指标,且不同研究人员采用不同的评价指标;X-ray CT技术精度问题和适用范围还需进一步改善;集料、沥青胶浆和空隙这3者之间还未建立有效的区分方法.通过总结数字图像处理技术对沥青混合料细观结构的应用,以期为后续关于沥青混合料宏观-细观-微观研究提供参考.     

不同疲劳损伤程度下沥青混合料二维细观结构的 特征分析

对于沥青路面疲劳破坏的研究往往侧重于宏观层面,难以了解沥青混合料细观破坏所造成的影响。以AC-13C级配的沥青混合料为例,采用CT无损扫描技术与数字图像处理技术(DIP)相结合的方法,来观察沥青混合料不同疲劳损伤程度下的细观特性,分析不同损伤程度下疲劳试件的空隙率、CT数与强度、刚度之间的变化关系,得出其具有较好的线性相关性,沥青混合料的劈裂破坏及破坏位置与细观结构的变化密切相关。     

沥青混合料细观力学数值分析

为了分析细观状态下沥青混合料的力学性能,从沥青混合料的细观尺度出发,利用质量比与比表面积不变的原则配置试件,将粒径小于4.75mm的骨料视为基体材料,利用CT扫描及图像处理技术得到混合料试件的骨料分布,对预先设定配合比的沥青混合料试件进行强度试验,得到沥青混合料强度及数值模型的参数;在ABAQUS软件中用弹性模型模拟沥青混合料二维数值路面结构在荷载作用下的变形,并对弹性状态下路面细观二维数值模型与均质模型进行对比。结果表明:路面细观二维数值模型与均质模型数值分析结果接近,同时实验结果与数值模拟的相对误差在10%以内,说明数值模型能够对路面结构受力情况进行比较准确的模拟,验证了细观状态下分析路面受力情况的有效性。     

基于沥青混合料细观结构的劈裂试验数值模拟

为了分析非均质性对沥青混合料劈裂试验的影响,文章基于沥青混合料CT扫描图像,利用数字图像处理技术获取细观几何结构信息,结合推进波前法(Advancing Front Technique,AFT)网格剖分技术生成沥青混合料细观网格模型,进一步进行材料属性定义、边界条件约束和加载来模拟劈裂试验过程。从时间和空间角度剖析了沥青混合料细观结构的应力应变分布规律,研究结果表明:随着加载时间的增加,水平应力应变、竖向应力应变和剪切应力应变均以不同的速率逐渐增加,竖向应力应变大于水平应力应变,剪切应力应变最小;整体上,应力应变在竖向两端处最大,中心位置处次之,水平两端处最小;竖向两端处和中心位置最容易出现裂缝。     

SMA-13沥青混合料动态损伤细观分析

为了研究SMA-13改性沥青混合料承受动态荷载后的内部损伤规律,对SMA-13改性沥青混合料进行了动态蠕变试验,并在试样完好时、达到蠕变点时、进入快速破坏阶段时进行了CT扫描,最后将达到破坏阶段的试件用锯石机切割,对切割面进行光学扫描,通过对两种扫描图像的分析,发现SMA-13改性沥青混合料在动态蠕变试验过程中,内部损伤多发生在较大骨料与胶砂的界面处,胶砂本身没有损伤产生,内部损伤出现的位置、分布区域和演化均具有局部化的特点。     

沥青混合料裂缝扩展过程细观力学模拟

采用离散元方法构建了沥青混合料马歇尔数字试件，模拟了间接拉伸试验，研究了粘结强度比、颗粒摩擦因数和加载速率对微裂缝扩展过程的影响，分析了试件内部颗粒的细观响应。模拟结果表明：粘结强度比越大，沥青的粘结特性越明显，使得微裂缝的类型由法向渐变为切向，当粘结强度比由0．500增大到4．000时，接触力减小了78．05％，位移...     

基于数字图像处理技术的大孔隙沥青混合料有限元建模

大孔隙沥青混合料(PAM)具有优良的排水、抗滑、降噪等功能,符合现代节能环保、以人为本的新设计理念。研究采用数字图像处理技术(DIP),通过图像边缘检测、图像二值化、几何矢量化得到了大孔隙沥青混合料具有几何交换格式的图像,在此基础上,采用有限元仿真技术建立了大孔隙沥青混合料的有限元模型,分析了劈裂试验下混合料内部的应力应变响应,研究成果表明该方法可进一步应用于不同条件下大孔隙沥青混合料细观力学响应模型研究。     

沥青混合料单轴压缩试验的细观分析

运用基于离散元法的二维颗粒流程序PFC2D模拟沥青混合料单轴压缩试验,选择连续密级配AC-13作为研究对象,得到模拟试验与实际室内试验试件的应力-应变曲线,二者的结果较吻合。输出模型图、颗粒间接触力图、颗粒位移图,从细观角度分析沥青混合料的性质,分析结果更加准确、合理,克服了单纯从宏观角度分析沥青混合料性质的片面性。     

基于计算机图像处理技术的断级配沥青混合料三维空隙率计算

为了揭示断级配SAC-16沥青混合料中的空隙分布形态,采用CT设备对标准马歇尔击实与静压两种方法成型的SAC-16沥青混合料试件进行断层扫描.应用计算机图像处理系统Mimics对SAC-16的空隙CT值进行分析,确定其阈值上限为578HU,采用该阈值上限对空隙进行分离及三维重构,利用三维重构图像对空隙率进行计算,并将三...     

基于X-ray CT的沥青混合料计算机辅助设计技术的研究进展

利用X-ray CT技术,获取沥青混合料内部结构组成,分析体积参数,进而完成沥青混合料的计算机辅助设计的研究已成为沥青路面技术领域的关注热点.重点介绍了在利用X-ray CT进行沥青混合料体积组成分析与差异性物质辨识、混合料内部结构组成的三维图像重构、沥青混合料性能的虚拟试验等方面研究时存在的问题和可能的解决方法.同时,提出了进一步研究所需要解决的一些关键技术,给出了一个技术路线图以供日后的研究参考.     

基于边缘检测的沥青混合料图像分割技术研究

在对沥青混合料数字图像进行平滑去噪处理与增强处理基础上,采用边缘检测的分割算法对沥青混合料集料颗粒进行辨识与分析,突显出集料颗粒边缘轮廓,可为目标对象做进一步的特征提取和分离提供可靠的依据.     

旧沥青混合料再生利用技术的探索

随着环境保护意识的提高和公路通车里程的增加,对回收废旧沥青混合料的应用逐步引起了人们的重视。着重介绍厂拌沥青再生混合料技术的探讨。     

沥青混合料配合比设计优化探索

沥青混合料配合比是影响沥青混合料及沥青路面性能的主要因素之一,通过济南绕城高速公路南线工程实例,根据技术规范和superpave混合料设计方法,对高速公路沥青混凝土混合料配合比进行实用优化研究,以进一步提高其路用性能.     

改善花岗岩沥青混合料性能研究

采用3种方案系统地研究了花岗岩沥青混合料的水稳性变化规律，以及高温抗车辙能力、低温抗裂能力，为酸性石料的沥青混合料设计施工提供参考依据和合理化建议。     

旧沥青混合料再生技术在修补路面坑槽中的应用

介绍了旧沥青混合料再生技术的先进性、施工工艺的简便性、经济实用性和发展前景。     

橡胶粉改性沥青材料及其性能研究

以橡胶粉改性沥青为研究对象,对其改性机理、应用要求、改性后的性能以及施工控制等关键技术进行研究,可有效地指导橡胶粉改性沥青在路面工程中的应用,具有一定的科研和工程价值。     

密级配沥青混合料AC-10C的适宜压实厚度试验研究

通过对铺筑厚度为20mm～60mm的密级配沥青混合料AC—10C常用施工工艺的分析,建立现场取芯试件空隙率和路面厚度的关系,并得出空隙率随厚度而变化的规律,对修订我国施工规范推荐的压实适宜厚度提出了试验依据。     

沥青路面上面层AC-13C沥青混合料配合比设计

生产配合比设计是沥青混合料配合比设计的一个必备阶段,设计成果的好坏将直接影响沥青路面的路用性能。本文结合昌九高速公路技术改造的施工经验,从原材料选用、集料级配试配、沥青含量设计、马歇尔试验、最佳油石比的确定等方面,介绍沥青混合料生产配合比的设计方法。     

纤维沥青砼简介及施工掺量和工艺的确定

目前,国内外对沥青纤维混凝土的研究肯定了纤维对沥青混凝土的强度、抗高温泛油等方面有较大的贡献。相信随着纤维生产技术的国产化,沥青纤维混凝土必将在国内公路路面施工中占据重要的市场。